基于导电碳黑糊电极的电化学传感器对渔业环境中残留药物的检测应用

摘要

渔业环境药物残留对生态环境、水产品质量以及人体健康都有明显的危害作用，因此有必要采取准确、简单、快速、低成本的方法对其进行在线实时监控。本文利用电极材料导电碳黑制备的碳糊电极为工作电极，研究了几种常见药物残留的伏安行为。基于导电碳黑糊电极良好的伏安分析性能，制备了几种用于渔业环境药物残留检测的电化学传感器，建立了相应检测方法，并对渔业环境中几种药物残留进行测定，得到满意结果。具体内容如下:
　　(1)研究了盐酸环丙沙星(Cipro)在导电碳黑糊电极上的伏安行为，结果表明:B-R缓冲溶液(pH4.0)中，该药物分子发生2质子、2电子转移的不可逆电化学氧化，过程受吸附控制，电子转移系数α为0.37，表面反应标准速率常数k's为0.95 s-1。实验研究了支持电解质种类、pH值、离子强度、富集电位与时间等对其伏安响应的影响，并据结果对检测条件进行优化，进而建立了Cipro的电化学检测方法。优化条件下，Cipro的氧化峰电流（ipa）与其浓度(C0)在2.5×10-7～6.0×10-5mol/L范围内呈良好的线性关系，检测限为9.5×10-8 mol/L(S/N=3)。将该方法应用于测定淡水渔业水样中痕量Cipro，得到了较满意的结果(平均回收率102.73％)。
　　(2)以导电碳黑糊电极为工作电极，研究了结晶紫(CT)和盐酸环丙沙星(Cipro)的伏安行为，结果表明，B-R缓冲溶液(pH4.5)中，二者具有互不干扰的灵敏电极响应。实验对缓冲液种类与pH及富集电位与时间等影响检测的因素进行了研究与优化，进而建立了二者的伏安检测方法。采用半微分脉冲模式，Cipro共存情况下，CT的氧化峰电流与其浓度在2.5×10-8～1.325×10-6 mol/L范围内呈线性关系;CT共存情况下，Cipro的氧化峰电流与其浓度在5.0×10-8～4.85×10-6 mol/L范围内呈线性关系;检测限（S/N=3）分别为10.5和21.2 nmol/L。将所建立的电化学方法应用于测定淡水渔业水样中CT和Cipro的残留量，得到了较满意的结果。CT和Cipro的平均回收率分别为97.8％和101.1％。该方法具有操作简便、响应快、成本低等显著优点，因而具有潜在推广应用价值。
　　(3)研究了表面活性效应对强力霉素(DOC)伏安行为的影响及表面活性剂存在下该分子的伏安检测方法。以B-R缓冲溶液(pH2.0)为支持电解质，2.0×10-4 mol/L十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的存在将明显有助于DOC的富集。该实验条件下，DOC在导电碳黑糊电极上发生1质子、2电子转移的不可逆氧化，过程受扩散控制。实验对表面活性剂种类及其浓度、缓冲液种类及pH值、富集电位及时间等影响伏安分析的因素进行了研究。优化条件下，DOC的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-7～2.3×10-5 mol/L范围内呈良好的线性关系，检测限为4.5×10-8 mol/L（S/N=3）。将该电化学方法应用于淡水渔业水样中痕量DOC的检测，得到了较满意的结果（平均回收率97.44～105.28％）。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 渔业环境药物残留简介

1．1．1 水产养殖药物

1．1．2 常见药物残留

1．1．3 药物残留的危害

1．2 药物残留常用检测方法

1．2．1 微生物法

1．2．2 免疫分析法

1．2．3 色谱分析法

1．3 电化学传感器简介

1．3．1 电化学传感器原理

1．3．2 电化学传感器分类

1．3．3 电化学传感器在分析检测中的应用

1．3．4 电化学传感器发展趋势

1．4 工作电极

1．4．1 玻碳电极

1．4．2 修饰电极

1．4．3 碳糊电极

1．5 本论文主要研究内容及意义

第二章 盐酸环丙沙星在导电碳黑糊电极上的伏安行为及其检测应用

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 仪器与试剂

2．2．2 工作电极与传感器的制备

2．2．3 电化学实验

2．3 结果与讨论

2．3．1 CCBPE表征

2．3．2 Cipro的伏安行为

2．3．3 测定条件优化

2．3．4 工作曲线及重现性

2．3．5 干扰试验

2．3．6 实际样品中痕量Cipro的检测

2．4 小结

第三章 结晶紫和盐酸环丙沙星在导电碳黑糊电极上的同步伏安检测

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 仪器与试剂

3．2．2 工作电极CCBPE与传感器的制备

3．2．3 电化学实验

3．3 结果与讨论

3．3．1 电极的表征

3．3．2 CT的循环伏安响应

3．3．3 Cipro的循环伏安响应

3．3．4 CT和Cipro共存情况下的检测

3．3．5 淡水渔业水体中CT和Cipro的检测

3．4 小结

第四章 表面活性效应下强力霉素伏安行为及其检测

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 仪器与试剂

4．2．2 电化学实验

4．3 结果与讨论

4．3．1 DOC的伏安响应

4．3．2 SDBS作用机理探讨

4．3．3 表面活性效应下DOC的电化学行为

4．3．4 测定条件的优化

4．3．5 工作曲线

4．3．6 干扰实验

4．3．7 实际样品中痕量DOC的检测

4．4 小结

第五章 结论

参考文献

致谢

个人简历

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